科技日報訊 （記者華凌）在自由空間中的兩個光子之間不相互作用，光波彼此擦身而過不會相互影響。然而，對于量子技術(shù)的許多應(yīng)用，光子之間的相互作用卻至關(guān)重要。奧地利維也納理工大學(xué)的一個科學(xué)家團(tuán)隊現(xiàn)成功在兩個單光子之間建立起強大的相互作用，朝著輕拍校驗（tap-proof）量子通道或建立光學(xué)邏輯門發(fā)送信息邁出了重要一步。該研究成果發(fā)表在最新一期的《自然·光子學(xué)》雜志上。

　　這次研究人員建造成只有兩個光子之間的強相互作用系統(tǒng)。這種相互作用是如此強烈，以至于光子的相位發(fā)生了180度的改變。該大學(xué)原子和亞原子物理研究所阿諾教授說：“它像一個鐘擺，實際上應(yīng)該向左擺動，但由于第二擺耦合，向右波動。這個擺蕩不會出現(xiàn)更極端的變化。我們實現(xiàn)了最小光強的最大相互作用。”

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)11月3日（北京時間）報道，為了促其成為可能，光子開始了一場“不太可能”的旅程。極小的超薄玻璃纖維被連接到一個像細(xì)小瓶子一樣的光諧振器里，以使光線能夠部分進(jìn)入其中，循環(huán)往復(fù)，再回到玻璃纖維。這種迂回通過諧振器導(dǎo)致光子被倒相。

　　當(dāng)一個銣原子被接入諧振器，該系統(tǒng)將發(fā)生巨大的變化。由于銣原子的存在，幾乎沒有任何的光進(jìn)入諧振器，那么光子的振蕩階段不能倒相。

　　阿諾說：“然而當(dāng)兩個光子同時到達(dá)，事情發(fā)生變化。原子是一個可飽和吸收體，光子被原子用很短的時間吸收，然后被釋放到諧振器。在這段時間里，它不能吸收任何其他光子。如果兩個光子同時到達(dá)，只有一個可以被吸收，而另一個仍然可以相位轉(zhuǎn)移。”

　　從量子力學(xué)的角度來看，兩個光子沒有區(qū)別。它們只能被理解為一個共同的波狀物體，在同一時間位于諧振器和玻璃纖維。沒有人能分清它們哪個是被吸收和哪個過去了。當(dāng)在同一時間擊中諧振器，它們兩個一起經(jīng)歷了180度的相移。兩個相互作用的光子同時到達(dá)顯示出與單光子完全不同的行為。

　　阿諾說：“這樣可以創(chuàng)造一個糾纏光子狀態(tài)。這個狀態(tài)在所有量子光學(xué)的領(lǐng)域是被要求的，即在量子傳送，或者可能被用于量子計算的光晶體管。”

　　新系統(tǒng)的一大優(yōu)勢體現(xiàn)在，其是基于現(xiàn)有通訊領(lǐng)域的玻璃纖維技術(shù)，納米玻璃纖維和瓶諧振器與現(xiàn)有技術(shù)完全兼容。創(chuàng)造出強大的光子相互作用，是朝著輕拍校驗數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蛄孔有畔⒕W(wǎng)絡(luò)邁出的重要一步。

　　總編輯圈點

　　當(dāng)前的信息網(wǎng)絡(luò)是以電子通信為載體，而由于電子之間的斥力，導(dǎo)致信息通信量不可能無限大。由于光子之間的作用力相比電子來說微乎其微，如果用光子來通信會極大地提高信息網(wǎng)絡(luò)的通信量?？茖W(xué)家一直夢想能實現(xiàn)光子計算機來替代現(xiàn)有的電子計算機。今天，奧地利的科學(xué)家通過超小的玻璃纖維、光諧振器和銣原子，成功地讓光之間的相互作用被捕捉，朝建立光邏輯門邁出了重要一步，也讓我們看到信息技術(shù)發(fā)展的新曙光。